低成本高活性新型活性焦催化脫硫脫硝及再生機制研究

《低成本高活性新型活性焦催化脫硫脫硝及再生機制研究》是依託四川大學，由蔣文舉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：低成本高活性新型活性焦催化脫硫脫硝及再生機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：蔣文舉
• 依託單位：四川大學

項目摘要

針對活性焦煙氣脫硫脫硝工藝存在的脫硫容量低、脫硝效率低、投資和運行成本高的難題，提出以軟錳礦、釩鈦磁鐵礦等不同天然礦物精礦粉為添加劑，與煤共混製備催化型活性焦的新方法，利用天然礦物精礦富含多種過渡金屬，變吸附為催化作用，提高活性焦脫硫容量，增強低溫催化脫硝性能，降低活性焦消耗和成本。採用吉布斯自由能最小理論模擬分析天然礦物所含不同過渡金屬在活化過程中的形態變化特徵，進行不同過渡金屬對新型活性焦的孔隙結構和表面官能團的影響機制研究；弄清新型活性焦脫硫過程中S元素遷移及賦存機理，以及低溫脫硝性能，研究不同過渡金屬組合對脫硫脫硝的影響，形成不同礦物精料與煤共混最佳化配組機制。通過新型活性焦加熱再生過程中多組分金屬的形態變化及其對孔隙結構的分析，提出降低活性衰減速度、提高使用壽命的機制，形成新型活性焦製備和脫硫脫硝關鍵工藝參數，為新型活性焦法煙氣脫硫脫硝的推廣套用提供技術依據。

結題摘要

針對目前商業活性焦脫硫容量較低導致投資運行成本較高等問題，本項目提出了富含過渡金屬的天然礦物精料為添加劑，與煤共混製備低成本新型催化脫硫脫硝活性焦的新方法，系統研究典型金屬氧化物和典型天然礦物共混製備新型煤質改性活性焦的製備工藝、脫硫性能及S元素遷移及賦存機理、低溫脫硝性能及機理、表面理化特性與脫硫脫硝性能的調控機制、脫硫脫硝工藝參數以及再生解吸機理，並在實驗室模擬新型活性焦的脫硫脫硝工業過程。通過成型工藝、活化工藝等研究，分析了金屬及天然礦物添加劑對新型活性焦表面理化特性的影響及作用機制，建立了以煤為原料，軟錳礦、鈦精礦和銅精礦等天然礦物材料為添加劑製備低成本、高活性、穩定性好的新型活性焦吸附/催化劑的製備工藝和參數。研究了不同過渡金屬（MnO2、Fe2O3、CuO、Co2O3、Ni2O3、V2O5和TiO2）及其配組改性活性焦的脫硫性能，分析了脫硫過程中活性焦內S元素遷移及賦存機理，弄清了不同過渡金屬共混負載活性焦吸附/催化劑的脫硫機理與協同效應；研究了以軟錳礦和鈦精礦及相應過渡金屬為添加劑製備改性活性焦的脫硝性能，分析了複合改性對活性焦脫硝活性的影響及其作用機制，弄清了不同過渡金屬及其配組添加劑對活性焦的孔隙結構調控方式與途徑，從孔隙結構、官能團、活性組分等方面建立優選不同天然礦物材料添加劑原料與煤炭的共混的配組機制；通過對活性焦脫硫再生條件、天然精礦改性活性焦的循環脫硫再生的影響研究，弄清了新型活性焦吸附/催化材料脫除污染物後的加熱再生解吸機理，建立了降低吸附材料的活性衰減速度、提高吸附材料的使用壽命的加熱解吸工藝參數。形成新型活性焦製備和脫硫脫硝關鍵工藝參數，為天然礦物材料和工業廢物添加劑與煤共混製備低成本、高活性的脫硫脫硝活性焦吸附/催化劑提供理論依據，有助於活性焦法煙氣脫硫脫硝技術在大氣污染控制中的大規模推廣套用。